JP3576501B2

JP3576501B2 - 廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収方法および装置

Info

Publication number: JP3576501B2
Application number: JP2001108350A
Authority: JP
Inventors: 恭敏庄司; 憲二郎新道; 正雄林谷; 正上柳田; 顕宏中西; 光宏飯尾
Original assignee: Chubu Electric Power Co Inc; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Chubu Electric Power Co Inc; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2021-04-06
Also published as: JP2002305016A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
請求項に係る発明は、廃棄物をガス化して得る可燃性ガス（廃棄物のガス化ガス）のエネルギーを燃料電池等において有効利用することによる、エネルギー回収方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物をガス化するプロセスは、燃料である廃棄物を少なめの酸素によって不完全燃焼させ、それにより可燃性ガスである一酸化炭素（ＣＯ）や水素（Ｈ_２）などを発生させるものである。ガスのままではそのエネルギーの多目的な利用が難しいことから、発生した可燃性ガスを用いて発電をし、電気的エネルギーに変換することが多い。
【０００３】
たとえば特許第２９７７７８４号公報には、発生した可燃性ガスを燃焼させ、燃焼ガスが有する顕熱を利用してスチームを過熱し、その過熱スチームで蒸気タービンを駆動することによって発電する例が記載されている。また、石炭をガス化して得た可燃性ガスを燃料としてガスタービンにより発電する特開平１１−２２４８５号公報等の技術に倣えば、廃棄物のガス化ガスを燃料にしてガスタービンで発電することも可能である。そのほか、炭素質のガスを燃料にし得る溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）を用い、廃棄物のガス化ガスを同電池に供給することによっても、ガスのもつエネルギーを電気的エネルギーとして回収することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような技術には下記の点で改善の余地がある。まず、蒸気タービンやガスタービンにより発電機を駆動して発電する場合には、エネルギーの変換効率が低いという課題がある。廃棄物のガス化ガスがもつ化学的エネルギーをまずは熱エネルギーに変換し、さらに機械的エネルギーに換えたうえで電気的エネルギーにするなどの必要があるため、エネルギーの多くをロスしてしまって全体的な変換効率が下がり、電気的エネルギーとして回収できる割合が低くなるのである。
【０００５】
一方、燃料電池を利用して化学的エネルギーを直接的に電気的エネルギーにする場合、タービンによる場合よりも変換効率が高いとはいえ、なおもロスがあって十分ではない。廃棄物のガス化ガスを燃料電池（ＭＣＦＣ）において電気に換える場合のエネルギーロスは、たとえば、ガスを加圧供給する過程で発生する。すなわち、燃料電池のアノード極には、ＣＯやＨ_２を５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ^２（４９００００〜９８００００Ｐａ）程度に加圧して供給するが、従来はガス化ガスの全量を加圧しており、炭酸ガス（ＣＯ_２）のようにアノード極に送る必要のないガス成分のために余計な動力を消費している。一方、カソード極には空気（または酸素Ｏ_２）とＣＯ_２とを供給するが、そのＣＯ_２の入手方法によってもロスが生じる。つまり、アノード極から排出される未利用ガスを燃焼させてカソード極用のＣＯ_２を得るなら、当該未利用ガスをガスタービン等の燃料にしてトータルの発電効率を高めるというプロセスは採用できない。また、カソード極のためのそのＣＯ_２を別途に製造または購入するなら、いわばコスト上のロスが発生し、好ましいエネルギー回収が実現されにくくなる。
【０００６】
請求項の発明は、燃料電池を利用しながら、廃棄物のガス化ガスがもつエネルギーを高効率で電気的エネルギーに変換することを可能にする、エネルギー回収方法および装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収方法は、まず、廃棄物をガス化して得る可燃性ガスを、ＣＯ₂ガス（の一部または全部）を分離したうえ加圧して燃料電池（ＭＣＦＣ）のアノード極に供給することを特徴とする。なお、「廃棄物」には廃プラスチックや生ゴミ、木くず、紙ゴミなど、各種の一般廃棄物および産業廃棄物が含まれ、それらをガス化する手段としては、噴流床式、キルン式、流動床式、コンポスト式など、各種のガス化炉が使用できる。
【０００８】
このようなエネルギー回収方法は、化学的エネルギーを燃料電池にて直接に電気的エネルギーに換えるものであるから、前述のようにエネルギー変換効率が高い点でまずすぐれている。請求項１に記載の方法は、さらに、燃料電池のアノード極に供給するガスについて、加圧する前にガス化ガス中のＣＯ_２を分離するので、アノード極に送る必要のないＣＯ_２成分のために余計な加圧動力を消費することがない（またはその消費が少ない）。したがって、このエネルギー回収方法によれば、燃料電池へ向けてのガスの圧送にともなうエネルギーロスが少なく、その分だけ効率的にエネルギー回収を行えることになる。
【０００９】
請求項１に記載した廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収方法について好ましくは（不可欠ではないが）、さらに、上記によって分離したＣＯ₂ガスを上記燃料電池（ＭＣＦＣ）のカソード極に供給するとよい。
【００１０】
前述のように、ＭＣＦＣのカソード極には、前述したように空気等とともにＣＯ_２を供給する必要があるが、上記にしたがってガス化ガスから分離したものをそのＣＯ_２として使用すれば、つぎのようなメリットがもたらされる。すなわち第一に、ＣＯ_２を別途に製造しまたは購入する必要がないので、コスト的に有利である。第二に、アノード極において消費されない未利用ＣＯを含むガス（前記のとおり加圧されて供給されている）は、カソード極への供給のために燃焼させて使用する必要がないので、ガスタービン用の燃料とするなど任意のエネルギー発生手段にて有効に使用でき、プロセス全体のエネルギー回収効率を高めることが可能になる。
【００１１】
請求項１に記載したエネルギー回収方法はさらに、燃料電池での未利用のガスをガスタービン燃焼器へ供給して燃焼させ、その燃焼ガスをタービンに導入して発電機を駆動することをも特徴とする。
【００１２】
前記のとおり燃料電池を使用しても、ガス化ガスのもつエネルギーの全量を回収できるわけではない。しかし、上記の特徴を備えた方法にしたがって未利用ガスをガスタービンに導入して発電させるなら、廃棄物ガス化ガスがもつエネルギーを一層効率的に電気的エネルギーに変換することができる。一般に燃料電池では、アノード極に供給したＣＯおよびＨ₂のもつエネルギーのうち７０％程度が電気的エネルギーに変換されるが、残り３０％程度は変換されないまま（つまり未利用ガスとして）燃料電池から排出される。このような未利用ガスをガスタービン燃焼器へ供給して燃焼させ、高温高圧になったその燃焼ガスによって上記のように発電用タービンを駆動するなら、当該タービンにおける発電効率がたとえば３０％程度であっても、ガス化ガスの全体がもつエネルギーのさらに９％、合計で７９％程度のエネルギーを有効に回収できることになる。
【００１３】
上述した請求項１のエネルギー回収方法について、さらに好ましくは、分離したＣＯ₂ガスを、上記のガスタービン燃焼器へ送る空気とともに圧縮機（上記のタービンと直結した圧縮機）に導入して圧縮し、圧縮した一部（ガスタービン燃焼器へ導くもの以外）を燃料電池のカソード極へ供給するとよい。
【００１４】
燃料電池（ＭＣＦＣ）のカソード極へ供給する空気とＣＯ₂とは、５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ²（４９００００〜９８００００Ｐａ）程度の圧力にするのが好ましい。同時に、上記のように未利用ガスにて発電を行わせるべくガスタービン燃焼器に供給する空気についてもその程度の圧力をもたせることが必要である。したがって、上記のようにすれば、イ)カソード極へ供給する空気とＣＯ₂とを加圧する手段として専用の圧縮機を必要としない、ロ)空気とＣＯ₂とを高い圧力でカソード極に供給できるので発電効率を向上させ得る、といったメリットがもたらされる。
【００１５】
請求項２に記載した廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収装置は、まず、廃棄物を可燃性ガスに換えるガス化炉から続くガスの経路にＣＯ₂ガスの分離手段を配置し、同手段における分離された残りのガスの取出し口を、ガス圧縮機を介して燃料電池（ＭＣＦＣ）のアノード極に接続したことを特徴とする。なお、「廃棄物」には、廃プラスチックや生ゴミ、木くず、紙ゴミなど、各種の一般廃棄物および産業廃棄物を含み、「ガス化炉」には、噴流床式、キルン式、流動床式、コンポスト式など各種型式のものを含む。
【００１６】
この回収装置によれば、請求項１に記載したエネルギー回収方法の重要部分を実施することができる。上記のガス化炉が廃棄物をガス化して可燃性ガスを発生させ、ＣＯ₂ガスの分離手段がＣＯ₂（の一部または全部）を分離し、残りのガスの取出し口から出る分離後のガスが、ガス圧縮機で加圧されて燃料電池（ＭＣＦＣ）のアノード極に供給されるからである。請求項１の方法の当該部分を実施できることから、上記のように、燃料電池において高効率でエネルギー変換が行われることに加え、燃料電池へ向けてのガスの圧送にともなうエネルギーロスが少ないため、効率的にエネルギー回収を行うことができる。
【００１７】
請求項２に記載したエネルギー回収装置について好ましくは（不可欠ではないが）、さらに、ＣＯ₂ガスの分離手段におけるＣＯ₂の取出し口を、上記燃料電池のカソード極に接続するとよい。このようにすると、ＣＯ₂の分離手段における上記取出し口から出るＣＯ₂を上記燃料電池のカソード極に供給できるので、上記したエネルギー回収方法を実施することが可能である。そのため、上述のように、ＣＯ₂の製造または購入に要するコストを削減できるほか、アノード極において消費されない未利用ＣＯを含むガスをガスタービン用の燃料等として有効利用できる、といったメリットがある。
【００１８】
請求項２に記載した回収装置はさらに、燃料電池における未利用ガスの排出口をガスタービン燃焼器に接続するとともに、当該燃焼器から燃焼ガスを受けるタービンに発電機を連結したことをも特徴とする。この回収装置によると、請求項１に記載のエネルギー回収方法を実施することができ、したがって上記のように、廃棄物ガス化ガスがもつエネルギーを、燃料電池とタービン発電器との双方によって一層効率的に電気的エネルギーとして回収することができる。
【００１９】
請求項２に記載の回収装置について、さらに好ましくは、ＣＯ₂ガスの分離手段におけるＣＯ₂ガスの取出し口を、上記のタービンと直結された圧縮機（つまり、当該タービンの出力の一部を利用して空気を圧縮し、上記のガスタービン燃焼器に高圧空気を導くもの）を介して燃料電池のカソード極に接続するとよい。このようにするなら、分離手段にて分離したＣＯ₂を空気とともに圧縮機に導入して圧縮し、圧縮された一部（ガスタービン燃焼器へ導くものを除いたもの）の空気およびＣＯ₂を燃料電池のカソード極へ供給することにより、前記のエネルギー回収方法を実施できる。したがって、上記したように、カソード極へ供給する空気およびＣＯ₂を加圧する手段として専用の圧縮機を必要としないうえ、カソード極での発電効率を向上させ得る、といったメリットがある。
【００２０】
請求項２のエネルギー回収装置について、さらに好ましくは、ＣＯ₂ガスの分離手段としてアミン系吸収剤（固体吸収剤または液体吸収剤）を内蔵の容器を並列に複数基配置するとともに、上記のガス化炉から続く（下流側へ後続する）ガスの経路に廃熱ボイラを配置し、廃熱ボイラから上記の容器にかけて蒸気管を接続する。
【００２１】
このように構成した回収装置なら、廃棄物のガス化ガスからＣＯ_２を分離したうえ残りのガスを燃料電池のアノード極に供給し、かつ、分離したそのＣＯ_２をカソード極などに供給することを円滑に実施できる。ガス化炉から発生するガス化ガスを、複数基ある上記の容器のうちいずれかに通すことによって当該ガス中のＣＯ_２を容器中の吸収剤に吸着させて残りのガスから分離し、その一方、複数基あるうちの他の容器に廃熱ボイラからの蒸気を通すことによって、吸着したＣＯ_２を脱離させ蒸気吸収剤の吸着性能を再生させる、といった運転が可能だからである。ガス化ガスを通す容器と蒸気を通す容器とを適切に切り替え得るようにしておけば、上記のようなＣＯ_２の分離・供給の同時実施を、長期間にわたり連続的に行うことができる。還元雰囲気での利用はアミンの酸化（劣化）を抑制する効果がある。つまり、この装置は、比較的低温度の状態でＣＯ_２を吸着し、蒸気等にて加熱されたときそのＣＯ_２を脱離して吸着性能を再生するというアミン系吸収剤の特性を的確に利用して、廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収を好ましい態様で実現させるものだといえる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
発明の実施に関する一形態として、廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収装置に関する系統図を図１および図２に示す。図１は、精製されたガス化ガスによる発電プロセスなど、装置のうちのガスの下流側部分を示し、図２は、廃棄物をガス化してそのガスを精製するプロセスなど、装置中のガスの上流側部分を示している。
【００２３】
このエネルギー回収装置では、まず図２のように、ガス化炉１０において可燃性廃棄物をガス化し、そのガス化ガスを廃熱ボイラ２０に通したうえ、精製手段３０において除塵・中和・洗浄等する。そうして精製したガス化ガスを、図１に示す発電手段６０に使用することによって発電をし、ガスのエネルギーを電気的エネルギーに換えて回収するのである。
【００２４】
図２に示すガス化炉１０は、予燃焼器１１と部分燃焼ガス化・灰溶融炉１２とを主要部とするものである。破砕し乾燥させた廃棄物を予燃焼器１１内に投入するとともに酸素を吹き込んで当該廃棄物を予燃焼させ、さらに、部分燃焼ガス化・灰溶融炉１２内に送って１５００℃程度で部分燃焼させ、ガス化処理を行う。当該炉１２から排出される溶融スラグは、水で冷却し固化したうえスラグ破砕機１３で粉砕することにより、水砕スラグとして排出する。一方、発生したガス化ガスは、熱回収器１４にて循環水により８００℃（１０７３Ｋ）程度にまで冷却して下流側へ送る。
【００２５】
廃熱ボイラ２０は、発生したガス化ガスの熱エネルギーによって蒸気（水蒸気）を発生させるとともに、ガス化ガスの温度を２００℃（４７３Ｋ）程度以下に下げる役目をなす。こうして発生した蒸気のうち１００℃（３７３Ｋ）程度の低温度になったものを、蒸気管２２に送る。
【００２６】
ガス化ガスの精製手段３０としては、上流側から順に、集塵機３１と中和塔３２、洗浄塔３３、送風機３４、ガード触媒塔３５、および後述する炭酸ガス分離塔４０を配置している。集塵機３１はバグフィルタ型のものとし、ガス化ガスから主としてチャー（すす）を除去する。中和塔３２は、注入する苛性ソーダの作用で塩化水素（ＨＣｌ）や硫化水素（Ｈ_２Ｓ）等の酸を中和するもの。洗浄塔３３は、水をスプレーすることによってガス化ガスを洗浄し、ガス中の塵埃や重金属類、ＨＣｌなどを除去するものである。ガード触媒塔３５は、中和塔３２や洗浄塔３３によっても除去されなかったＨＣｌやＨ_２Ｓなどを、カルシウム（Ｃａ）や石灰（ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）_２）等の触媒によって取り除く手段である。
【００２７】
図１に示す発電手段６０は、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）７０を中心にして発電をなすユニットである。溶融炭酸塩形の燃料電池ならＣＯやＨ_２を含むガス化ガスを燃料にして発電ができるため、上記（図２を参照）のように発生したガス化ガスを、送風機（圧縮機）５１とガスホルダー５２とを含むガス圧縮手段５０を介し、５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ^２（４９００００〜９８００００Ｐａ）程度に加圧したうえ燃料電池７０に供給する。一般に燃料電池７０の発電効率は約７０％前後と高いので、ガス化ガスをそのまま加圧してアノード極（−極）７１に供給する一方、別に用意した空気やＣＯ_２ガスをカソード極（＋極）７２に供給するようにすれば、燃料電池７０から効率的に電力を得ることができる。
【００２８】
しかし、図示したエネルギー回収装置では、ガス化ガスがもつエネルギーからさらに多くの電気的エネルギーを一層効率的に回収できるように、つぎの構成を採用している。すなわち、
【００２９】
ａ）まず、図２に示したようにガスの精製手段３０の最後尾に炭酸ガス分離塔４０を配置し、それにてＣＯ_２の多く（７０〜８０％）を取り除き、残りのガスを、ガス取出し口４３から図１の圧縮手段５０を介して燃料電池７０のアノード極７１に供給することとした。燃料電池７０での発電のためには、アノード極７１にＣＯとＨ_２を供給することが求められるもののＣＯ_２はアノード極７１では何の役目もなさないため、分離塔４０においてＣＯ_２を分離しておくのである。このようにすれば、圧縮手段５０に圧縮させるガス量が減り、送風機５１に必要な加圧動力が低減される。たとえば、ＣＯ_２を１７容量％含むガス化ガス８２００Ｎｍ^３／ｈを大気圧から５ｋｇｆ／ｃｍ^２（４９００００Ｐａ）にまで加圧するときの理論上の必要動力は８８０ｋＷであるが、そのガス化ガス中からＣＯ_２の一部を分離してＣＯ_２組成を４容量％にまで減らした場合、同様に加圧するのに必要な動力は約２割低減される。圧縮手段５０では、炭酸ガス分離塔４０を出た常圧（大気圧）のガスを５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ^２（４９００００〜９８００００Ｐａ）程度にまで加圧するのが通常であるため、相当の動力が削減され、削減されたその動力が実質上発電電力に加算されることになる。また、このようにＣＯ_２を除去すれば、ガスホルダー５２に必要な容量が削減される（小型のもので足りる）という効果もある。
【００３０】
ｂ）図１および図２に示す炭酸ガス分離塔４０としては、アミン系固体吸収剤（図示せず）を内蔵した２基の容器４１・４２を並列に配置している。ポリエチレンイミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、またはジエタノールアミンとモノエタノールアミンとの混合物などに代表されるアミン系の固体または液体吸収剤は、比較的低温度の状態でＣＯ_２を吸着し、蒸気等によって加熱されたときそのＣＯ_２を脱離して吸着性能を再生するという性質をもつ。そのため、そのような固体吸収剤を直径１ｍｍ程度の多孔質固体（図示せず）の表面に付着させて乾燥させ、そうしてできた多数の粒状物（図示せず）を各容器内に充填する。容器内のこのような粒状物間にガス化ガスを流すことにより、表面の吸収剤にＣＯ_２を吸着させてガス中からその多くを分離するのである。２基の容器４１・４２を並列に配置しているのは、一方の容器内で吸収剤にＣＯ_２を吸着させている間に、他方の容器内で吸収剤からＣＯ_２を脱離させて吸着性能の再生をはかるためである。つまり分離塔４０においては、切替弁（図示せず）を介してガス化ガスを容器４１・４２に交互に切り替えて導入し、その一方、ガス化ガスを導入していない側の容器４２・４１には、他の切替弁（図示せず）を介して廃熱ボイラ２０から蒸気管２を経由させて低温度の蒸気を導入する。そうすれば、各容器内の固体吸収剤がＣＯ_２の吸着と脱離とを交互に繰り返し、炭酸ガス分離塔４０としては長期間連続してＣＯ_２の分離・発生を行うことができる。精製手段３０のうち最後尾、すなわちガス中のＨＣｌやＨ_２Ｓが十分に除去された部分にこの分離塔４０を配置しているので、アミン系の固体吸収剤が早期に劣化する恐れはない。
【００３１】
ｃ）炭酸ガス分離塔４０によってガス化ガスから分離させたＣＯ_２は、分離塔４０のＣＯ_２取出し口４４より、図１のとおり燃料電池７０のカソード極７２に供給することとした。燃料電池７０のカソード極７２には空気等とともにＣＯ_２を供給する必要があるが、分離塔４０にてガス化ガスから分離したＣＯ_２をそこに供給すれば、ＣＯ_２を別途に手配する必要がなくコストメリットが生じる。また、アノード極７１から未利用のまま排出されたＣＯを燃焼させてカソード極７２用のＣＯ_２を得る必要がなくなるので、当該未利用のＣＯを後述のガスタービン８０において発電用に使用できるというメリットも生じる。なお、分離塔４０からカソード極７２までのＣＯ_２の供給経路については、後述する。
【００３２】
ｄ）図１のように、発電機８４と結合したガスタービン８０を発電手段６０のうちに含め、燃料電池７０で消費されなかったガス化ガス（未利用ガス）を燃料にして、そのガスタービン８０等により発電することとした。ガスタービン８０は、空気等を圧縮して高圧にする圧縮機８１と、高圧空気中で燃料を連続的に燃焼させるタービン燃焼器８２と、高温高圧の燃焼ガスを膨張させて回転仕事をするタービン８３とからなる。燃料電池７０での未利用ガスであるＣＯやＨ_２などを、排出口７３からガスタービン８０の燃焼器８２へ供給して燃焼させれば、発電機８４を駆動するに十分な動力がタービン８３において発生する。通常、燃料電池７０では発電効率が約７０％程度であって、アノード極７１およびカソード極７２に供給した全ガスの３０％程度が未利用となるが、そのようなガスからさらに電気的エネルギーを発生させるので、図示の装置では、燃料電池７０のみによる場合よりもガス化ガスのエネルギーを一層有効に回収できることになる。
【００３３】
ｅ）炭酸ガス分離塔４０において分離したＣＯ_２は、上記ｃ）のようにカソード極７２に供給するにあたり、図１のとおり一旦ガスホルダー４５に貯留したうえで、上記のガスタービン８０における圧縮機８１へ空気とともに導入して５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ^２（４９００００〜９８００００Ｐａ）程度に加圧することとしている。加圧された空気とＣＯ_２は、一部を上記のガスタービン燃焼器８２へ導き、一部を燃料電池７０のカソード極７２へ供給するわけである。このようにすれば、専用の加圧手段を用意しなくとも燃料電池７０のカソード極７２に向けて高い圧力で空気とＣＯ_２とを供給でき、もって燃料電池７０の発電効率を高めることができる。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１に記載した廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収方法および請求項２に記載したエネルギー回収装置によれば、燃料電池において高効率でエネルギー変換を行えることに加え、燃料電池へ向けてのガスの圧送にともなうエネルギーロスを少なくして効率的にエネルギー回収を行うことが可能になる。
【００３５】
請求項１のエネルギー回収方法においてさらに、分離したＣＯ ₂ ガスを燃料電池（ＭＣＦＣ）のカソード極に供給することにより、または請求項２のエネルギー回収装置においてさらに、ＣＯ ₂ ガスの分離手段におけるＣＯ ₂ の取出し口を、燃料電池のカソード極に接続することにより、ＣＯ₂の製造または購入に要するコストを削減できるほか、燃料電池での未利用ガスを任意の用途に有効利用することができる。
【００３６】
請求項１に記載のエネルギー回収方法および請求項２の回収装置によれば、廃棄物ガス化ガスがもつエネルギーを燃料電池とタービン発電機との双方によって一層効率的に電気的エネルギーに変換して回収することができる。
【００３７】
請求項１のエネルギー回収方法において、分離したＣＯ ₂ ガスを、ガスタービン燃焼器へ送る空気とともに圧縮機（タービンと直結した圧縮機）に導入して圧縮し、圧縮した一部（ガスタービン燃焼器へ導くもの以外）を燃料電池のカソード極へ供給することにより、または請求項２のエネルギー回収装置において、ＣＯ ₂ ガスの分離手段におけるＣＯ ₂ ガスの取出し口を、タービンと直結された圧縮機（つまり、当該タービンの出力の一部を利用して空気を圧縮し、ガスタービン燃焼器に高圧空気を導くもの）を介して燃料電池のカソード極に接続することにより、燃料電池のカソード極へ送る空気とＣＯ₂とを、専用の加圧手段を用意しなくとも高い圧力にして供給することができ、もって燃料電池の発電効率を高めることができる。
【００３８】
請求項２に記載したエネルギー回収装置において、ＣＯ ₂ ガスの分離手段としてアミン系吸収剤（固体吸収剤または液体吸収剤）を内蔵の容器を並列に複数基配置するとともに、ガス化炉から続く（下流側へ後続する）ガスの経路に廃熱ボイラを配置し、廃熱ボイラから容器にかけて蒸気管を接続することにより、ガス化ガスからＣＯ₂を分離して残りのガスを燃料電池のアノード極に供給しながら、分離したＣＯ₂をカソード極などに供給するという運転を、長期間にわたって連続的に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施に関する一形態である廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収装置に関する系統図である。ただし、精製されたガス化ガスによる発電プロセスなど、装置のうちのガスの下流側部分を示す。
【図２】図１に示すエネルギー回収装置について、廃棄物をガス化してそのガスを精製するプロセスなど、装置中のガスの上流側部分を示す系統図である。
【符号の説明】
１０ガス化炉
２０廃熱ボイラ
２２蒸気管
３０精製手段
４０炭酸ガス分離塔（炭酸ガスの分離手段）
４１・４２容器
５１送風機（ガス圧縮機）
６０発電手段
７０燃料電池
７１アノード極
７２カソード極
８０ガスタービン
８１圧縮機
８２タービン燃焼器
８３タービン
８４発電機

Claims

廃棄物をガス化して得る可燃性ガスを、炭酸ガスを分離したうえ加圧して燃料電池のアノード極に供給すること、
および、燃料電池での未利用のガスをガスタービン燃焼器へ供給して燃焼させ、その燃焼ガスをタービンに導入して発電機を駆動すること
を特徴とする廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収方法。
廃棄物を可燃性ガスに換えるガス化炉から続くガスの経路に炭酸ガスの分離手段が配置されていて、同手段における分離された残りのガスの取出し口が、ガス圧縮機を介して燃料電池のアノード極に接続されていること、
および、燃料電池における未利用ガスの排出口がガスタービン燃焼器に接続されるとともに、当該燃焼器から燃焼ガスを受けるタービンに発電機が連結されていること
を特徴とする廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収装置。